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盡管磷化的抗腐蝕等性能非常優(yōu)異，但是它同時也產(chǎn)生諸多問題，比如能耗高、污染較嚴(yán)重、含有害重金屬、廢水處理較困難、容易在管壁及管道內(nèi)結(jié)渣等一系列問題。隨著科技的不斷進(jìn)步和環(huán)保要求的不斷提高，更環(huán)保的金屬表面前處理工藝正在全球范圍內(nèi)發(fā)展起來，目前這方面的研究工作集中在無毒環(huán)保磷化和完全擯棄含磷配方的全新工藝兩個方面。
磷化及環(huán)保無毒工藝發(fā)展歷程
磷化處理工藝，最早的可靠記載是英國Charles Ross于1869年獲得的專利，至今已一個多世紀(jì)。磷化處理工藝的發(fā)展過程可分為以下幾個階段：
第一次世界大戰(zhàn)之前，磷化工藝的基礎(chǔ)階段，這一時期完成了許多基本的發(fā)現(xiàn)，主要是在英國。
第一二次世界大戰(zhàn)之間，大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用階段，此時磷化工藝的發(fā)展中心由英國轉(zhuǎn)移至美國。這期間，美國的T.W.Coslet將鋅、氧化鋅或磷酸鋅鹽溶于磷酸中制成了第一個鋅系磷化液。這一研究成果大大促進(jìn)了磷化工藝的發(fā)展。Parker防銹公司研究開發(fā)的Parco Power(帕克粉劑)配制磷化液，將磷化處理時間縮短至1小時，1929年Bonderizing又將磷化時間縮短至10分鐘，1934年磷化處理技術(shù)取得了革命性的發(fā)展，即采用了將磷化液噴射到工件上的方法。
第二次世界大戰(zhàn)期間，磷化工藝的新用途階段，主要發(fā)生在德國。
二戰(zhàn)結(jié)束以后，磷化工藝穩(wěn)步的發(fā)展和完善階段，磷化工藝很少有突破性進(jìn)展。這個時期磷化處理技術(shù)重要改進(jìn)有：低溫磷化、各種控制磷化膜膜重的方法、連續(xù)鋼帶高速磷化(處理時間只需5秒)。
上世紀(jì)90年代，國外環(huán)保型涂裝前處理工藝逐漸成為業(yè)內(nèi)研究的熱點。由于磷化處理工藝中毒性較大、污染比較嚴(yán)重的主要是亞硝酸鹽，重金屬Ni2+、Cr6+、Mn2+等離子。所以，該領(lǐng)域的研究也主要集中在為這些物質(zhì)尋找替代品上，主要分為無亞硝酸鹽磷化和無鎳磷化。不過，合肥市金屬表面工程技術(shù)研究中心主任劉萬青表示，這種環(huán)保型無毒磷化工藝只是在原有的磷化體系中“兜圈子”，雖然減少了磷化工藝中的有毒有害物質(zhì)，卻不能從根本上解決問題。上海凱密特爾化學(xué)品有限公司(Chemetall)有關(guān)負(fù)責(zé)人也表示，金屬表面前處理工藝的發(fā)展方向不應(yīng)該只是減少有毒有害物質(zhì)，而應(yīng)該從根本上解決磷化的污染問題。
磷化替代技術(shù)的發(fā)展
凱密特爾有關(guān)負(fù)責(zé)人稱：“過去60年，鋅和鎳兩種金屬離子是磷化的核心，日益嚴(yán)格的環(huán)境政策以及不斷提高的鎳和鋅原材料價格，成為開發(fā)合適的替代品的驅(qū)動因素。人們首先對納米顆粒、鋯、鈦、聚合物以及其他金屬離子的單體及相互之間的合成物進(jìn)行評估，最后決定開發(fā)替代磷化的新轉(zhuǎn)化膜，這種替代品應(yīng)該不含磷酸鹽及其他傳統(tǒng)的重金屬離子或受RoHS等規(guī)定限制的金屬離子，各處理工藝所含離子濃度都少于當(dāng)前的磷酸鋅工藝，從而節(jié)約能源和水，滿足當(dāng)今前處理行業(yè)的性能要求，膜重量不超過傳統(tǒng)的磷酸鋅膜，范圍在20~200mgm2。”
目前，國內(nèi)外已有不少公司開始從事磷化替代技術(shù)研發(fā)工作。
凱密特爾研發(fā)的硅烷技術(shù)就是其中一種較為成熟的新型金屬表面前處理應(yīng)用技術(shù)。據(jù)了解，硅烷技術(shù)克服了鋅系磷化過程中那些無法克服的先天不足，經(jīng)過多年發(fā)展，現(xiàn)已具有較高的工業(yè)化應(yīng)用水平，能夠滿足汽車、家電等行業(yè)的使用要求。凱密特爾的硅烷技術(shù)具有以下優(yōu)點：硅烷能與金屬基材間能形成牢固的共價鍵，增強(qiáng)金屬基材與涂層間的結(jié)合力和耐腐蝕性；簡便的硅烷使用工藝，原有磷化工藝可直接改造成硅烷處理工藝，只需將表調(diào)槽換成水洗槽或空置即可；室溫工作，成膜迅速，節(jié)能增效；基本無渣，無重金屬，無磷，維護(hù)及廢水處理簡便；單耗低，綜合處理成本下降；可與各種后道處理方式配套，比如噴粉、電泳、噴漆等。
德國某公司在家電領(lǐng)域推廣的是環(huán)保型納米陶瓷前處理產(chǎn)品 Bonderite NT-1。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，該產(chǎn)品是基于納米陶瓷轉(zhuǎn)化膜技術(shù)，已在國外家電、辦公家具、五金等企業(yè)得到應(yīng)用，但在國內(nèi)的應(yīng)用不如國外順利。該公司提供的資料顯示，該工藝主要特點集中在三方面：一是成本節(jié)約，它可在常溫下操作，處理時間短，無需最終鈍化和反
